Design inverso de roteadores de cor em sensores de imagem CMOS: em direção à minimização da crosstalk interpixel

Resumo Nos últimos dez anos, avanços significativos na tecnologia de imagem de alta resolução foram impulsionados pela miniaturização dos pixels dentro dos sensores de imagem. No entanto, essa redução no tamanho dos pixels para dimensões submicrométricas levou a uma eficiência diminuída em filtros de cor e matrizes de microlentes. O desenvolvimento de roteadores de cor que operam em comprimentos de onda visíveis apresenta uma avenida promissora para uma miniaturização adicional. Apesar disso, os roteadores de cor existentes frequentemente enfrentam um crosstalk interpixel severo, em torno de 70%, devido à dependência de condições de contorno periódicas. Aqui, apresentamos roteadores de cor minimizados para crosstalk interpixel que alcançam uma eficiência óptica in-pixel sem precedentes de 87,2% e reduzem significativamente o crosstalk interpixel para 2,6%. Os roteadores de cor são projetados através da otimização adjunta, incorporando ondas incidentes personalizadas para minimizar os crosstalk interpixel. Nossos achados sugerem que nosso design de roteador de cor supera as técnicas existentes de roteamento de cor em termos de eficiência óptica in-pixel, representando um passo crucial na busca pela comercialização da próxima geração de sensores de imagem em estado sólido.